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【STM32H7教程】第48章 STM32H7的FMC总线应用之是32路高速IO扩展_stm32h7 外接sram

作者：AllinToyou | 2024-03-25 11:21:58

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stm32h7 外接sram

完整教程下载地址：http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=86980

第48章       STM32H7的FMC总线应用之是32路高速IO扩展

本章教程为大家讲解利用STM32H7的FMC总线扩展出32路高速IO，且使用简单，实际项目中也比较有实用价值。

目录

第48章       STM32H7的FMC总线应用之是32路高速IO扩展

48.1 初学者重要提示

48.2 FMC扩展IO硬件设计

48.2.1 第1步，先来看FMC的块区分配

48.2.2 第2步，增加译码器及其地址计算

48.2.3 第3步，FMC的IO扩展部分

48.2.4 第4步，举例扩展IO驱动LED应用

48.3 FMC扩展IO驱动设计

48.3.1 FMC扩展IO所涉及到的GPIO配置

48.3.2 FMC扩展IO时钟源选择

48.3.3 时序配置（重要）

48.3.4 MPU配置

48.3.5 操作数据位宽注意事项

48.4 FMC扩展IO板级支持包（bsp_fmc_io.c）

48.4.1 函数bsp_InitExtIO

48.4.2 函数HC574_SetPin

48.4.3 函数HC574_TogglePin

48.4.4 函数HC574_GetPin

48.5 FMC扩展IO驱动移植和使用

48.6 实验例程设计框架

48.7 实验例程说明（MDK）

48.8 实验例程说明（IAR）

48.9 总结

 

 

48.1 初学者重要提示

  1.   学习本章节前，务必优先学习第47章，需要对FMC的基础知识和HAL库的几个常用API有个认识。
  2.   为什么要做IO扩展，不是已经用了240脚的H743XIH6吗？因为开发板使用了32位SDRAM和RGB888硬件接口，消耗IO巨大，所以必须得扩展了。
  3.   扩展的32路高速IO非常实用，且使用简单，只需初始下FMC，32路IO就可以随意使用了。当前的扩展方式只支持高速输出。
  4.   FMC总线扩展32路高速IO理解成GPIO的ODR寄存器就很简单了，其实就是一个东西。

FMC扩展IO是对地址0x60001000的32bit数据空间的0和1的操作。GPIOA的ODR寄存器是对地址 0x40000000 + 0x18020000 + 0x14 空间的操作。但只能操作16个引脚。

使用总线的优势就在这里了，相当于在GPIOA到GPIOK的基础上，又扩展出GPIOL和GPIOM。

  1. #define PERIPH_BASE            ((uint32_t)0x40000000)
  2. #define D3_AHB1PERIPH_BASE     (PERIPH_BASE + 0x18020000)
  3. #define GPIOA_BASE             (D3_AHB1PERIPH_BASE + 0x0000)
  4. #define GPIOA                  ((GPIO_TypeDef *) GPIOA_BASE)
  5.  
  6. typedef struct
  7. {
  8.   __IO uint32_t MODER;    /*!< GPIO port mode register,               Address offset: 0x00      */
  9.   __IO uint32_t OTYPER;   /*!< GPIO port output type register,        Address offset: 0x04      */
  10.   __IO uint32_t OSPEEDR;  /*!< GPIO port output speed register,       Address offset: 0x08      */
  11.   __IO uint32_t PUPDR;    /*!< GPIO port pull-up/pull-down register,  Address offset: 0x0C      */
  12.   __IO uint32_t IDR;      /*!< GPIO port input data register,         Address offset: 0x10      */
  13.   __IO uint32_t ODR;      /*!< GPIO port output data register,        Address offset: 0x14      */
  14.   __IO uint16_t BSRRL;    /*!< GPIO port bit set/reset low register,  Address offset: 0x18      */
  15.   __IO uint16_t BSRRH;    /*!< GPIO port bit set/reset high register, Address offset: 0x1A      */
  16.   __IO uint32_t LCKR;     /*!< GPIO port configuration lock register, Address offset: 0x1C      */
  17.   __IO uint32_t AFR[2];   /*!< GPIO alternate function registers,     Address offset: 0x20-0x24 */
  18. } GPIO_TypeDef;

 

48.2 FMC扩展IO硬件设计

扩展IO涉及到的知识点稍多，下面逐一为大家做个说明。

48.2.1 第1步，先来看FMC的块区分配

注，这个知识点在前面第47章的2.3小节有详细说明。

FMC总线可操作的地址范围0x60000000到0xDFFFFFFF，具体的框图如下：

从上面的框图可以看出，NOR/PSRAM/SRAM块区有4个片选NE1，NE2，NE3和NE4，但由于引脚复用，部分片选对应的引脚要用于其他功能，而且要控制的总线外设较多，导致片选不够用。因此需要增加译码器。

48.2.2 第2步，增加译码器及其地址计算

有了前面的认识之后再来看下面的译码器电路：

 

SN74LVC1G139APWR是双2-4线地址译码器，也就是带了两个译码器。原理图上仅用了一个。下面是139的真值表和引脚功能：

 

通过上面的原理图和真值表就比较好理解了，真值表的输出是由片选FMC_NE1和地址线FMC_A10、FMC_A11控制。

FMC_NE1 输出低电平：

  •   FMC_A11（B），FMC_A10（A） = 00时，1Y0输出的低电平，选择的是OLED。
  •   FMC_A11（B），FMC_A10（A） = 01时，1Y1输出的低电平，选择的是74HC574。
  •   FMC_A11（B），FMC_A10（A） = 10时，1Y2输出的低电平，选择的是DM9000。
  •   FMC_A11（B），FMC_A10（A） = 11时，1Y3输出的低电平，选择的是AD7606。

然后我们再计算译码器的地址，注意，这里地址的计算都是按照FMC的32bit访问模式计算的，因为我们的V7程序中是将NE1对应的FMC配置为32bit模式了。

具体FMC的32bit访问模式，16bit访问模式和8bit访问模式的区别在第47章的2.4小节有详细讲解。

 

32bit模式下，我们计算A10和A11的时候，实际上需要按HADDR12和HADDR13计算的。

如果来算NE1 + HADDR12 + HADDR13的四种组合地址就是如下：

NE1 + HADDR13 + HADDR12 = 0x6000000 +  0<<13 + 0<<12 = 0x60000000

NE1 + HADDR13 + HADDR12 = 0x6000000 +  0<<13 + 1<<12 = 0x60001000

NE1 + HADDR13 + HADDR12 = 0x6000000 +  1<<13 + 0<<12 = 0x60002000

NE1 + HADDR13 + HADDR12 = 0x6000000 +  1<<13 + 1<<12 = 0x60003000

这样一来，原理图里面给的地址就对应上了。同理如果配置为16位模式和8位模式，大家应该也都会计算了。

48.2.3 第3步，FMC的IO扩展部分

先来看下IO扩展的原理图实现，如果不太了解FMC的通信时序和数字逻辑芯片的使用，可能会比较懵，下面逐一为大家说明。

 

有了这个原理图，首先要做的就是了解74HC574和SN74HC02的功能。

74HC574是一款8位三态D触发器，起到锁存的功能，上升沿触发，对应的真值表如下（L表示低电平，H表示高电平，Z表示高阻）：

 

SN74HC02是一款2输入或非门，一个芯片带了四组或非门，对应的真值表如下（L表示低电平，H表示高电平）：

 

有了这个认识后，我们再来看FMC的配置，V7开发板的BSP驱动包里面专门做了一个IO扩展的FMC配置，即文件bsp_fmc_io.c，配置方式是FMC_AccessMode_A，这种模式对应的写时序是：

 

那么问题来了，我们要实现的功能是通过FMC输出的数据要锁存在扩展IO的输出端，否则FMC时序信号消失了，扩展IO的输出数据也消失了，就起不到控制作用了。所以就用到74HC574的锁存功能，而锁存的实现需要一个上升沿触发，这个上升沿就是通过74HC02输出的。

再结合上面FMC写时序图，在NE片选为低电平，NWE写使能信号为高电平期间，即地址建立时间段ADDSET内，74HC02是输出的低电平。

进入到DATAST数据建立阶段，在NE片选为低电平，NWE写使能信号也为低电平时，74HC02输出高电平，正好是实现1个上升沿的变化，将数据总线上的数据锁存到74HC574的输出端了。这里隐含了一个知识点，数据还没有完全建立起来就锁存是不是会有问题。在下面的3.3小节配置具体时序参数时再为大家说明。

48.2.4 第4步，举例扩展IO驱动LED应用

进行到这里，再回过头来看LED驱动就比较好理解了。操作LED的亮灭就是操作FMC的数据引脚D8，D9，D10和D11。

 

 

对地址0x64001000发送数据就可以了，但是如何对这个地址发送数据呢？ 反映到C语言的实现上就是通过固定地址的指针变量（跟我们操作寄存器是一样的），即

#define  HC574_PORT     *(uint32_t *)0x64001000

如果要点亮LED1（低电平点亮），就是 HC574_PORT = 0x0000 0000。

如果要熄灭LED1就是HC574_PORT = 0x0000 0100，即操作FMC_D8的高低电平即可。

48.3 FMC扩展IO驱动设计

下面将程序设计中的相关问题逐一为大家做个说明。

48.3.1 FMC扩展IO所涉及到的GPIO配置

这里仅需把用到的GPIO时钟、FMC时钟、GPIO引脚和复用配置好即可：

  1. /*
  2. *********************************************************************************************************
  3. *    函 数 名: HC574_ConfigGPIO
  4. *    功能说明: 配置GPIO，FMC管脚设置为复用功能
  5. *    形    参:  无
  6. *    返 回 值: 无
  7. *********************************************************************************************************
  8. */
  9. static void HC574_ConfigGPIO(void)
  10. {
  11. /*
  12.     安富莱STM32-H7开发板接线方法：4片74HC574挂在FMC 32位总线上。1个地址端口可以扩展出32个IO
  13.     PD0/FMC_D2
  14.     PD1/FMC_D3
  15.     PD4/FMC_NOE        ---- 读控制信号，OE = Output Enable ， N 表示低有效
  16.     PD5/FMC_NWE        -XX- 写控制信号，AD7606 只有读，无写信号
  17.     PD8/FMC_D13
  18.     PD9/FMC_D14
  19.     PD10/FMC_D15
  20.     PD14/FMC_D0
  21.     PD15/FMC_D1
  22.  
  23.     PE7/FMC_D4
  24.     PE8/FMC_D5
  25.     PE9/FMC_D6
  26.     PE10/FMC_D7
  27.     PE11/FMC_D8
  28.     PE12/FMC_D9
  29.     PE13/FMC_D10
  30.     PE14/FMC_D11
  31.     PE15/FMC_D12
  32.     
  33.     PG0/FMC_A10        --- 和主片选FMC_NE2一起译码
  34.     PG1/FMC_A11        --- 和主片选FMC_NE2一起译码
  35.     XX --- PG9/FMC_NE2        --- 主片选（OLED, 74HC574, DM9000, AD7606）    
  36.      --- PD7/FMC_NE1        --- 主片选（OLED, 74HC574, DM9000, AD7606）    
  37.     
  38.      +-------------------+------------------+
  39.      +   32-bits Mode: D31-D16              +
  40.      +-------------------+------------------+
  41.      | PH8 <-> FMC_D16   | PI0 <-> FMC_D24  |
  42.      | PH9 <-> FMC_D17   | PI1 <-> FMC_D25  |
  43.      | PH10 <-> FMC_D18  | PI2 <-> FMC_D26  |
  44.      | PH11 <-> FMC_D19  | PI3 <-> FMC_D27  |
  45.      | PH12 <-> FMC_D20  | PI6 <-> FMC_D28  |
  46.      | PH13 <-> FMC_D21  | PI7 <-> FMC_D29  |
  47.      | PH14 <-> FMC_D22  | PI9 <-> FMC_D30  |
  48.      | PH15 <-> FMC_D23  | PI10 <-> FMC_D31 |
  49.      +------------------+-------------------+    
  50. */    
  51.  
  52.     GPIO_InitTypeDef gpio_init_structure;
  53.  
  54.     /* 使能 GPIO时钟 */
  55.     __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();
  56.     __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
  57.     __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();
  58.     __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();
  59.     __HAL_RCC_GPIOI_CLK_ENABLE();
  60.  
  61.  
  62.     /* 使能FMC时钟 */
  63.     __HAL_RCC_FMC_CLK_ENABLE();
  64.  
  65.     /* 设置 GPIOD 相关的IO为复用推挽输出 */
  66.     gpio_init_structure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
  67.     gpio_init_structure.Pull = GPIO_PULLUP;
  68.     gpio_init_structure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
  69.     gpio_init_structure.Alternate = GPIO_AF12_FMC;
  70.     
  71.     /* 配置GPIOD */
  72.     gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5 | GPIO_PIN_7 |
  73.                                 GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_14 |
  74.                                 GPIO_PIN_15;
  75.     HAL_GPIO_Init(GPIOD, &gpio_init_structure);
  76.  
  77.     /* 配置GPIOE */
  78.     gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_7 | GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 |
  79.                                 GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12 | GPIO_PIN_13 | GPIO_PIN_14 |
  80.                                 GPIO_PIN_15;
  81.     HAL_GPIO_Init(GPIOE, &gpio_init_structure);
  82.  
  83.     /* 配置GPIOG */
  84.     gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1;
  85.     HAL_GPIO_Init(GPIOG, &gpio_init_structure);
  86.     
  87.     /* 配置GPIOH */
  88.     gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_8 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10 | GPIO_PIN_11 | GPIO_PIN_12
  89.                         | GPIO_PIN_13 | GPIO_PIN_14 | GPIO_PIN_15;
  90.     HAL_GPIO_Init(GPIOH, &gpio_init_structure);
  91.  
  92.     /* 配置GPIOI */
  93.     gpio_init_structure.Pin = GPIO_PIN_0 | GPIO_PIN_1 | GPIO_PIN_2 | GPIO_PIN_3 | GPIO_PIN_6
  94.                         | GPIO_PIN_7 | GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10;
  95.     HAL_GPIO_Init(GPIOI, &gpio_init_structure);
  96. }

 

48.3.2 FMC扩展IO时钟源选择

使用FMC可以选择如下几种时钟源HCLK3，PLL1Q，PLL2R和PER_CK：

我们这里直接使用HCLK3，配置STM32H7的主频为400MHz的时候，HCLK3输出的200MHz，这个速度是FMC支持的最高时钟，正好用于这里：

48.3.3 时序配置（重要）

这里要补充两个重要的知识点，74HC574的CP端接收到上升沿触发到Qn输出的时间参数：

 

通过时序图和对应的参数要了解到以下几点：

  •   tpd传输延迟在这里等效于tPHL和tPLH。
  •   V7开发板的74HC574有三片是3.3V供电，另外一片是5V供电。参数表格里面没有给3.3V供电时的参数，也没有最小值。

 

了解了74HC574，再来看SN74HC02：

 

 

通过时序图和对应的参数要了解到以下几点：

  •   tpd传输延迟在这里等效于tPHL和tPLH。
  •   tt过渡时间等效于tr上升沿时间和tf下降沿时间。
  •   V7开发板的74HC574有两片是3.3V供电，另外两片是5V供电。参数表格里面没有给3.3V和5V供电时的参数，也没有最小值。

                                                   

对应74HC574和74HC02的时序参数有个了解后，再来看本章2.3小节末尾的问题：

 

当写使能信号NWE出现下降沿后，74H02或非门就会输出一个上升沿，然后触发74HC574做锁存。此时我们要考虑到一个重要的知识点，就是使用的数字逻辑芯片有个传输延迟问题，也就是要我们要保证74HC02的tpd传输延迟时间 + 74HC02的tr传输延迟时间 + 74HC574的tpd传输延迟时间的这段时间内，数据总线上要有数据，所以保证DATAST数据建立时间够大就行。实际测试FMC频率在200MHz的情况下，2-3个FMC时钟周期就已经可以正常使用。

有了这些认识后，再来看FMC的时序配置就比较好理解了：

  1. 1.    /*
  2. 2.    ******************************************************************************************************
  3. 3.    *    函 数 名: HC574_ConfigFMC
  4. 4.    *    功能说明: 配置FMC并口访问时序
  5. 5.    *    形    参:  无
  6. 6.    *    返 回 值: 无
  7. 7.    ******************************************************************************************************
  8. 8.    */
  9. 9.    static void HC574_ConfigFMC(void)
  10. 10.    {
  11. 11.        SRAM_HandleTypeDef hsram = {0};
  12. 12.        FMC_NORSRAM_TimingTypeDef SRAM_Timing = {0};
  13. 13.            
  14. 14.        hsram.Instance  = FMC_NORSRAM_DEVICE;
  15. 15.        hsram.Extended  = FMC_NORSRAM_EXTENDED_DEVICE;
  16. 16.    
  17. 17.        /* FMC使用的HCLK3，主频200MHz，1个FMC时钟周期就是5ns */
  18. 18.        /* SRAM 总线时序配置 4-1-2-1-2-2 不稳定，5-2-2-1-2-2 稳定 */  
  19. 19.        SRAM_Timing.AddressSetupTime   = 5;  /* 5*5ns=25ns，地址建立时间，范围0 -15个FMC时钟周期个数 */
  20. 20.        SRAM_Timing.AddressHoldTime    = 2;  /* 地址保持时间，配置为模式A时，用不到此参数 范围1 -15个时
  21. 21.                                                  钟周期个数 */
  22. 22.        SRAM_Timing.DataSetupTime          = 2;  /* 2*5ns=10ns，数据保持时间，范围1 -255个时钟周期个数 */
  23. 23.        SRAM_Timing.BusTurnAroundDuration  = 1;  /* 此配置用不到这个参数 */
  24. 24.        SRAM_Timing.CLKDivision            = 2;  /* 此配置用不到这个参数 */
  25. 25.        SRAM_Timing.DataLatency            = 2;  /* 此配置用不到这个参数 */
  26. 26.        SRAM_Timing.AccessMode             = FMC_ACCESS_MODE_A; /* 配置为模式A */
  27. 27.    
  28. 28.        hsram.Init.NSBank             = FMC_NORSRAM_BANK1;   /* 使用的BANK1，即使用的片选FMC_NE1 */
  29. 29.        hsram.Init.DataAddressMux     = FMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE;   /* 禁止地址数据复用 */
  30. 30.        hsram.Init.MemoryType         = FMC_MEMORY_TYPE_SRAM;           /* 存储器类型SRAM */
  31. 31.        hsram.Init.MemoryDataWidth    = FMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_32;    /* 32位总线宽度 */
  32. 32.        hsram.Init.BurstAccessMode    = FMC_BURST_ACCESS_MODE_DISABLE;  /* 关闭突发模式 */
  33. 33.        hsram.Init.WaitSignalPolarity = FMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW;   /* 用于设置等待信号的极性，关闭突
  34. 34.                                                                            发模式，此参数无效 */
  35. 35.        hsram.Init.WaitSignalActive   = FMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS;      /* 关闭突发模式，此参数无效 */
  36. 36.        hsram.Init.WriteOperation     = FMC_WRITE_OPERATION_ENABLE;     /* 用于使能或者禁止写保护 */
  37. 37.        hsram.Init.WaitSignal         = FMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE;        /* 关闭突发模式，此参数无效 */
  38. 38.        hsram.Init.ExtendedMode       = FMC_EXTENDED_MODE_DISABLE;      /* 禁止扩展模式 */
  39. 39.        hsram.Init.AsynchronousWait   = FMC_ASYNCHRONOUS_WAIT_DISABLE;  /* 用于异步传输期间，使能或者禁止
  40. 40.                                                                            等待信号，这里选择关闭 */
  41. 41.        hsram.Init.WriteBurst         = FMC_WRITE_BURST_DISABLE;        /* 禁止写突发 */
  42. 42.        hsram.Init.ContinuousClock    = FMC_CONTINUOUS_CLOCK_SYNC_ONLY; /* 仅同步模式才做时钟输出 */
  43. 43.        hsram.Init.WriteFifo          = FMC_WRITE_FIFO_ENABLE;           /* 使能写FIFO */
  44. 44.    
  45. 45.        /* 初始化SRAM控制器 */
  46. 46.        if (HAL_SRAM_Init(&hsram, &SRAM_Timing, &SRAM_Timing) != HAL_OK)
  47. 47.        {
  48. 48.            /* 初始化错误 */
  49. 49.            Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  50. 50.        }
  51. 51.    }

 

这里把几个关键的地方阐释下：

  •   第11 - 12行，对作为局部变量的HAL库结构体做初始化，防止不确定值配置时出问题。
  •   第19行，地址建立时间，对于FMC的IO扩展来说，这个地方取值0都可以，因为主要还是ADDST数据建立时间起作用。但是考虑到扩展IO外接了多个控制设备，这里取值5个FMC时钟周期，大家可以根据实际情况做减小出来。
  •   第20行，地址保持时间，对于FMC模式A来说，此参数用不到。
  •   第22行，数据建立时间，实际测试2个FMC时钟周期就可以正常使用，大家可以根据情况加大此数值。
  •   第23 – 25行，当前配置用不到这三个参数。
  •   第28行，使用的BANK1，即使用的片选FMC_NE1。
  •   第31行，由于是扩展的32路IO，所以这里要配置为32位带宽。

48.3.4 MPU配置

实际测试发现，使能FMC_NE1所管理的存储区的Cache功能后，会出现扩展IO的NE片选和NWE信号输出2次的问题。经过各种Cache方式配置、FMC带宽配置、操作FMC时的数据位宽设置，发现禁止了Cache功能就正常了，也就是说，设置FMC_NE1所管理的存储区MPU属性为Device或者Strongly Ordered即可。

  1.     /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
  2.     MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
  3.     MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
  4.     MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;    
  5.     MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
  6.     MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
  7.     MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;
  8.     MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
  9.     MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
  10.     MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
  11.     MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
  12.     MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
  13.     
  14.     HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

 

MPU配置中直接从FMC_NE1的首地址开始配置，设置了64KB空间的属性。将FMC_NE1通过译码器所管理的所有设备地址全部设置为此配置：

 

48.3.5 操作数据位宽注意事项

在bsp_fmc_io.c文件开头有个宏定义#define  HC574_PORT  *(uint32_t *)0x60001000。特别注意，这里是要操作地址0x60001000上的32位数据空间，即做了一个强制转换uint32_t *，要跟FMC配置时设置的位宽一致。这样做的原因，在第47章的2.6小节有说明。

48.4 FMC扩展IO板级支持包（bsp_fmc_io.c）

驱动文件bsp_fmc_io.c提供了如下几个函数供用户调用：

  •   bsp_InitExtIO
  •   HC574_SetPin
  •   HC574_TogglePin
  •   HC574_GetPin

48.4.1 函数bsp_InitExtIO

函数原型：

  1. /*
  2. *********************************************************************************************************
  3. *    函 数 名: bsp_InitExtIO
  4. *    功能说明: 配置扩展IO相关的GPIO. 上电只能执行一次。
  5. *    形    参: 无
  6. *    返 回 值: 无
  7. *********************************************************************************************************
  8. */
  9. void bsp_InitExtIO(void)
  10. {
  11.     HC574_ConfigGPIO();
  12.     HC574_ConfigFMC();
  13.     
  14.     /* 将开发板一些片选，LED口设置为高 */
  15.     g_HC574 = (NRF24L01_CE | VS1053_XDCS | LED1 | LED2 | LED3 | LED4);
  16.     HC574_PORT = g_HC574;    /* 写硬件端口，更改IO状态 */
  17. }

 

函数描述：

此函数用于初始化FMC扩展IO所用到的GPIO和FMC的参数配置。

使用举例：

作为初始化函数，直接在在bsp.c文件的bsp_Init函数里面调用即可。

48.4.2 函数HC574_SetPin

函数原型：

  1. /*
  2. *********************************************************************************************************
  3. *    函 数 名: HC574_SetPin
  4. *    功能说明: 设置74HC574端口值
  5. *    形    参: _pin : 管脚号， 0-31; 只能选1个，不能多选
  6. *              _value : 设定的值，0或1
  7. *    返 回 值: 无
  8. *********************************************************************************************************
  9. */
  10. void HC574_SetPin(uint32_t _pin, uint8_t _value)
  11. {
  12.     if (_value == 0)
  13.     {
  14.         g_HC574 &= (~_pin);
  15.     }
  16.     else
  17.     {
  18.         g_HC574 |= _pin;
  19.     }
  20.     HC574_PORT = g_HC574;
  21. }

 

函数描述：

此函数用于设置扩展IO的输出状态。调用此函数前，要保证调用了函数bsp_InitExtIO进行了初始化。

函数参数：

  •   第1个参数是扩展IO的引脚，支持的形参如下，每次仅支持调用下面1个，不支持多个IO一起操作。
  1. #define GPIO_PIN_0                 ((uint16_t)0x0001)  /* Pin 0 selected */
  2. #define GPIO_PIN_1                 ((uint16_t)0x0002)  /* Pin 1 selected */
  3. #define GPIO_PIN_2                 ((uint16_t)0x0004)  /* Pin 2 selected */
  4. #define GPIO_PIN_3                 ((uint16_t)0x0008)  /* Pin 3 selected */
  5. #define GPIO_PIN_4                 ((uint16_t)0x0010)  /* Pin 4 selected */
  6. #define GPIO_PIN_5                 ((uint16_t)0x0020)  /* Pin 5 selected */
  7. #define GPIO_PIN_6                 ((uint16_t)0x0040)  /* Pin 6 selected */
  8. #define GPIO_PIN_7                 ((uint16_t)0x0080)  /* Pin 7 selected */
  9. #define GPIO_PIN_8                 ((uint16_t)0x0100)  /* Pin 8 selected */
  10. #define GPIO_PIN_9                 ((uint16_t)0x0200)  /* Pin 9 selected */
  11. #define GPIO_PIN_10                ((uint16_t)0x0400)  /* Pin 10 selected */
  12. #define GPIO_PIN_11                ((uint16_t)0x0800)  /* Pin 11 selected */
  13. #define GPIO_PIN_12                ((uint16_t)0x1000)  /* Pin 12 selected */
  14. #define GPIO_PIN_13                ((uint16_t)0x2000)  /* Pin 13 selected */
  15. #define GPIO_PIN_14                ((uint16_t)0x4000)  /* Pin 14 selected */
  16. #define GPIO_PIN_15                ((uint16_t)0x8000)  /* Pin 15 selected */
  17. #define GPIO_PIN_16                ((uint32_t)0x00010000)  /* Pin 16 selected */
  18. #define GPIO_PIN_17                ((uint32_t)0x00020000)  /* Pin 17 selected */
  19. #define GPIO_PIN_18                ((uint32_t)0x00040000)  /* Pin 18 selected */
  20. #define GPIO_PIN_19                ((uint32_t)0x00080000)  /* Pin 19 selected */
  21. #define GPIO_PIN_20                ((uint32_t)0x00100000)  /* Pin 20 selected */
  22. #define GPIO_PIN_21                ((uint32_t)0x00200000)  /* Pin 21 selected */
  23. #define GPIO_PIN_22                ((uint32_t)0x00400000)  /* Pin 22 selected */
  24. #define GPIO_PIN_23                ((uint32_t)0x00800000)  /* Pin 23 selected */
  25. #define GPIO_PIN_24                ((uint32_t)0x01000000)  /* Pin 24 selected */
  26. #define GPIO_PIN_25                ((uint32_t)0x02000000)  /* Pin 25 selected */
  27. #define GPIO_PIN_26                ((uint32_t)0x04000000)  /* Pin 26 selected */
  28. #define GPIO_PIN_27                ((uint32_t)0x08000000)  /* Pin 27 selected */
  29. #define GPIO_PIN_28                ((uint32_t)0x10000000)  /* Pin 28 selected */
  30. #define GPIO_PIN_29                ((uint32_t)0x20000000)  /* Pin 29 selected */
  31. #define GPIO_PIN_30                ((uint32_t)0x40000000)  /* Pin 30 selected */
  32. #define GPIO_PIN_31                ((uint32_t)0x80000000)  /* Pin 31 selected */

 

  •   第2个参数用于设置指定扩展IO的高低电平，0表示输出低电平，1表示输出高电平。

使用举例：

比如设置扩展IO引脚GPIO_PIN_23为高电平：HC574_SetPin(GPIO_PIN_23, 1)。

48.4.3 函数HC574_TogglePin

函数原型：

  1. /*
  2. *********************************************************************************************************
  3. *    函 数 名: HC574_TogglePin
  4. *    功能说明: 饭庄74HC574端口值
  5. *    形    参: _pin : 管脚号， 0-31; 只能选1个，不能多选
  6. *    返 回 值: 无
  7. *********************************************************************************************************
  8. */
  9. void HC574_TogglePin(uint32_t _pin)
  10. {
  11.     if (g_HC574 & _pin)
  12.     {
  13.         g_HC574 &= (~_pin);
  14.     }
  15.     else
  16.     {
  17.         g_HC574 |= _pin;
  18.     }
  19.     HC574_PORT = g_HC574;
  20. }

 

函数描述：

此函数用于FMC扩展IO的翻转。调用此函数前，要保证调用了函数bsp_InitExtIO进行了初始化。

函数参数：

  •   第1个参数是扩展IO的引脚，支持的形参如下，每次仅支持调用下面1个，不支持多个IO一起操作。
  1. #define GPIO_PIN_0                 ((uint16_t)0x0001)  /* Pin 0 selected */
  2. #define GPIO_PIN_1                 ((uint16_t)0x0002)  /* Pin 1 selected */
  3. #define GPIO_PIN_2                 ((uint16_t)0x0004)  /* Pin 2 selected */
  4. #define GPIO_PIN_3                 ((uint16_t)0x0008)  /* Pin 3 selected */
  5. #define GPIO_PIN_4                 ((uint16_t)0x0010)  /* Pin 4 selected */
  6. #define GPIO_PIN_5                 ((uint16_t)0x0020)  /* Pin 5 selected */
  7. #define GPIO_PIN_6                 ((uint16_t)0x0040)  /* Pin 6 selected */
  8. #define GPIO_PIN_7                 ((uint16_t)0x0080)  /* Pin 7 selected */
  9. #define GPIO_PIN_8                 ((uint16_t)0x0100)  /* Pin 8 selected */
  10. #define GPIO_PIN_9                 ((uint16_t)0x0200)  /* Pin 9 selected */
  11. #define GPIO_PIN_10                ((uint16_t)0x0400)  /* Pin 10 selected */
  12. #define GPIO_PIN_11                ((uint16_t)0x0800)  /* Pin 11 selected */
  13. #define GPIO_PIN_12                ((uint16_t)0x1000)  /* Pin 12 selected */
  14. #define GPIO_PIN_13                ((uint16_t)0x2000)  /* Pin 13 selected */
  15. #define GPIO_PIN_14                ((uint16_t)0x4000)  /* Pin 14 selected */
  16. #define GPIO_PIN_15                ((uint16_t)0x8000)  /* Pin 15 selected */
  17. #define GPIO_PIN_16                ((uint32_t)0x00010000)  /* Pin 16 selected */
  18. #define GPIO_PIN_17                ((uint32_t)0x00020000)  /* Pin 17 selected */
  19. #define GPIO_PIN_18                ((uint32_t)0x00040000)  /* Pin 18 selected */
  20. #define GPIO_PIN_19                ((uint32_t)0x00080000)  /* Pin 19 selected */
  21. #define GPIO_PIN_20                ((uint32_t)0x00100000)  /* Pin 20 selected */
  22. #define GPIO_PIN_21                ((uint32_t)0x00200000)  /* Pin 21 selected */
  23. #define GPIO_PIN_22                ((uint32_t)0x00400000)  /* Pin 22 selected */
  24. #define GPIO_PIN_23                ((uint32_t)0x00800000)  /* Pin 23 selected */
  25. #define GPIO_PIN_24                ((uint32_t)0x01000000)  /* Pin 24 selected */
  26. #define GPIO_PIN_25                ((uint32_t)0x02000000)  /* Pin 25 selected */
  27. #define GPIO_PIN_26                ((uint32_t)0x04000000)  /* Pin 26 selected */
  28. #define GPIO_PIN_27                ((uint32_t)0x08000000)  /* Pin 27 selected */
  29. #define GPIO_PIN_28                ((uint32_t)0x10000000)  /* Pin 28 selected */
  30. #define GPIO_PIN_29                ((uint32_t)0x20000000)  /* Pin 29 selected */
  31. #define GPIO_PIN_30                ((uint32_t)0x40000000)  /* Pin 30 selected */
  32. #define GPIO_PIN_31                ((uint32_t)0x80000000)  /* Pin 31 selected */

 

使用举例：

比如翻转扩展IO引脚GPIO_PIN_23为高电平：HC574_TogglePin(GPIO_PIN_23)。

48.4.4 函数HC574_GetPin

函数原型：

  1. /*
  2. *********************************************************************************************************
  3. *    函 数 名: HC574_GetPin
  4. *    功能说明: 判断指定的管脚输出是1还是0
  5. *    形    参: _pin : 管脚号， 0-31; 只能选1个，不能多选
  6. *    返 回 值: 0或1
  7. *********************************************************************************************************
  8. */
  9. uint8_t HC574_GetPin(uint32_t _pin)
  10. {
  11.     if (g_HC574 & _pin)
  12.     {
  13.         return 1;
  14.     }
  15.     else
  16.     {
  17.         return 0;
  18.     }
  19. }

 

函数描述：

此函数用于读取FMC扩展IO的状态。调用此函数前，要保证调用了函数bsp_InitExtIO进行了初始化。

函数参数：

  •   第1个参数是扩展IO的引脚，支持的形参如下，每次仅支持调用下面1个，不支持多个IO一起操作。
  1. #define GPIO_PIN_0                 ((uint16_t)0x0001)  /* Pin 0 selected */
  2. #define GPIO_PIN_1                 ((uint16_t)0x0002)  /* Pin 1 selected */
  3. #define GPIO_PIN_2                 ((uint16_t)0x0004)  /* Pin 2 selected */
  4. #define GPIO_PIN_3                 ((uint16_t)0x0008)  /* Pin 3 selected */
  5. #define GPIO_PIN_4                 ((uint16_t)0x0010)  /* Pin 4 selected */
  6. #define GPIO_PIN_5                 ((uint16_t)0x0020)  /* Pin 5 selected */
  7. #define GPIO_PIN_6                 ((uint16_t)0x0040)  /* Pin 6 selected */
  8. #define GPIO_PIN_7                 ((uint16_t)0x0080)  /* Pin 7 selected */
  9. #define GPIO_PIN_8                 ((uint16_t)0x0100)  /* Pin 8 selected */
  10. #define GPIO_PIN_9                 ((uint16_t)0x0200)  /* Pin 9 selected */
  11. #define GPIO_PIN_10                ((uint16_t)0x0400)  /* Pin 10 selected */
  12. #define GPIO_PIN_11                ((uint16_t)0x0800)  /* Pin 11 selected */
  13. #define GPIO_PIN_12                ((uint16_t)0x1000)  /* Pin 12 selected */
  14. #define GPIO_PIN_13                ((uint16_t)0x2000)  /* Pin 13 selected */
  15. #define GPIO_PIN_14                ((uint16_t)0x4000)  /* Pin 14 selected */
  16. #define GPIO_PIN_15                ((uint16_t)0x8000)  /* Pin 15 selected */
  17. #define GPIO_PIN_16                ((uint32_t)0x00010000)  /* Pin 16 selected */
  18. #define GPIO_PIN_17                ((uint32_t)0x00020000)  /* Pin 17 selected */
  19. #define GPIO_PIN_18                ((uint32_t)0x00040000)  /* Pin 18 selected */
  20. #define GPIO_PIN_19                ((uint32_t)0x00080000)  /* Pin 19 selected */
  21. #define GPIO_PIN_20                ((uint32_t)0x00100000)  /* Pin 20 selected */
  22. #define GPIO_PIN_21                ((uint32_t)0x00200000)  /* Pin 21 selected */
  23. #define GPIO_PIN_22                ((uint32_t)0x00400000)  /* Pin 22 selected */
  24. #define GPIO_PIN_23                ((uint32_t)0x00800000)  /* Pin 23 selected */
  25. #define GPIO_PIN_24                ((uint32_t)0x01000000)  /* Pin 24 selected */
  26. #define GPIO_PIN_25                ((uint32_t)0x02000000)  /* Pin 25 selected */
  27. #define GPIO_PIN_26                ((uint32_t)0x04000000)  /* Pin 26 selected */
  28. #define GPIO_PIN_27                ((uint32_t)0x08000000)  /* Pin 27 selected */
  29. #define GPIO_PIN_28                ((uint32_t)0x10000000)  /* Pin 28 selected */
  30. #define GPIO_PIN_29                ((uint32_t)0x20000000)  /* Pin 29 selected */
  31. #define GPIO_PIN_30                ((uint32_t)0x40000000)  /* Pin 30 selected */
  32. #define GPIO_PIN_31                ((uint32_t)0x80000000)  /* Pin 31 selected */

 

  •   返回值，返回0表示低电平，返回1表示高电平。

使用举例：

比如获取扩展IO的GPIO_PIN_23高低电平状态，调用函数HC574_GetPin(GPIO_PIN_23)获取即可。

48.5 FMC扩展IO驱动移植和使用

扩展IO的移植比较方便：

  •   第1步：复制bsp_fmc_io.c和bsp_fmc_io.h到自己的工程目录，并添加到工程里面。
  •   第2步：这几个驱动文件主要用到HAL库的GPIO和FMC驱动文件，简单省事些可以添加所有HAL库.C源文件进来。
  •   第3步，应用方法看本章节配套例子即可，另外就是根据自己的需要做配置修改。

48.6 实验例程设计框架

通过程序设计框架，让大家先对配套例程有一个全面的认识，然后再理解细节，本次实验例程的设计框架如下：

 

  第1阶段，上电启动阶段：

  • 这部分在第14章进行了详细说明。

  第2阶段，进入main函数：

  •  第1步，硬件初始化，主要是MPU，Cache，HAL库，系统时钟，滴答定时器，LED和串口。
  •  第2步，按键应用程序设计部分。定时器中断服务程序里面实现翻转FMC扩展引脚20和23。

48.7 实验例程说明（MDK）

配套例子：

V7-027-FMC总线扩展32路高速IO

实验目的：

  1. 学习FMC总线扩展32路高速IO。

实验内容：

  1. 系统上电后驱动了1个软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
  2. 启动1个TIM6周期性中断，频率10KHz，在中断服务程序里面翻转FMC扩展引脚20和23。

实验操作：

  1. K1按键按下，开启TIM6的周期性中断。
  2. K2按键按下，关闭TIM6的周期性中断。

FMC扩展引脚20和23的位置：

上电后串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1

程序设计：

  系统栈大小分配：

  RAM空间用的DTCM：

  硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

  1. /*
  2. *********************************************************************************************************
  3. *    函 数 名: bsp_Init
  4. *    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
  5. *    形    参：无
  6. *    返 回 值: 无
  7. *********************************************************************************************************
  8. */
  9. void bsp_Init(void)
  10. {
  11.     /* 配置MPU */
  12.     MPU_Config();
  13.     
  14.     /* 使能L1 Cache */
  15.     CPU_CACHE_Enable();
  16.  
  17.     /* 
  18.        STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
  19.        - 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
  20.        - 设置NVIV优先级分组为4。
  21.      */
  22.     HAL_Init();
  23.  
  24.     /* 
  25.        配置系统时钟到400MHz
  26.        - 切换使用HSE。
  27.        - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
  28.     */
  29.     SystemClock_Config();
  30.  
  31.     /* 
  32.        Event Recorder：
  33.        - 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
  34.        - 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章
  35.     */    
  36. #if Enable_EventRecorder == 1  
  37.     /* 初始化EventRecorder并开启 */
  38.     EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
  39.     EventRecorderStart();
  40. #endif
  41.     
  42.     bsp_InitKey();        /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
  43.     bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
  44.     bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
  45.     bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */    
  46.     bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
  47. }

 

  MPU配置和Cache配置：

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区。

  1. /*
  2. *********************************************************************************************************
  3. *    函 数 名: MPU_Config
  4. *    功能说明: 配置MPU
  5. *    形    参: 无
  6. *    返 回 值: 无
  7. *********************************************************************************************************
  8. */
  9. static void MPU_Config( void )
  10. {
  11.     MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
  12.  
  13.     /* 禁止 MPU */
  14.     HAL_MPU_Disable();
  15.  
  16.     /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
  17.     MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
  18.     MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
  19.     MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
  20.     MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
  21.     MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
  22.     MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
  23.     MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
  24.     MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
  25.     MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
  26.     MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
  27.     MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
  28.  
  29.     HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
  30.     
  31.     
  32.     /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
  33.     MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
  34.     MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
  35.     MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;    
  36.     MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
  37.     MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
  38.     MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;    
  39.     MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
  40.     MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
  41.     MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
  42.     MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
  43.     MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
  44.     
  45.     HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
  46.  
  47.     /*使能 MPU */
  48.     HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
  49. }
  50.  
  51. /*
  52. *********************************************************************************************************
  53. *    函 数 名: CPU_CACHE_Enable
  54. *    功能说明: 使能L1 Cache
  55. *    形    参: 无
  56. *    返 回 值: 无
  57. *********************************************************************************************************
  58. */
  59. static void CPU_CACHE_Enable(void)
  60. {
  61.     /* 使能 I-Cache */
  62.     SCB_EnableICache();
  63.  
  64.     /* 使能 D-Cache */
  65.     SCB_EnableDCache();
  66. }

 

  主功能：

主程序实现如下操作：

  •   K1按键按下，开启TIM6的周期性中断。
  •  K2按键按下，关闭TIM6的周期性中断。
  1. /*
  2. *********************************************************************************************************
  3. *    函 数 名: main
  4. *    功能说明: c程序入口
  5. *    形    参: 无
  6. *    返 回 值: 错误代码(无需处理)
  7. *********************************************************************************************************
  8. */
  9. int main(void)
  10. {
  11.     uint8_t ucKeyCode;        /* 按键代码 */
  12.     
  13.  
  14.     bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
  15.     
  16.     PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */
  17.     PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */
  18.  
  19.     bsp_StartAutoTimer(0, 100);    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
  20.     
  21.     bsp_SetTIMforInt(TIM6, 10000, 2, 0);    /* 设置为10KHz频率定时器中断*/    
  22.     
  23.     /* 进入主程序循环体 */
  24.     while (1)
  25.     {
  26.         bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
  27.  
  28.         /* 判断定时器超时时间 */
  29.         if (bsp_CheckTimer(0))    
  30.         {
  31.             /* 每隔100ms 进来一次 */  
  32.             bsp_LedToggle(2);
  33.         }
  34.  
  35.         /* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现，我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */
  36.         ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
  37.         if (ucKeyCode != KEY_NONE)
  38.         {
  39.             switch (ucKeyCode)
  40.             {
  41.                 case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下，开启TIM6的周期性中断*/
  42.                     TIM6->DIER |= TIM_IT_UPDATE;
  43.                     break;
  44.  
  45.                 case KEY_DOWN_K2:            /* K2键按下，关闭TIM6的周期性中断*/
  46.                     TIM6->DIER &= ~TIM_IT_UPDATE;
  47.                     break;
  48.  
  49.                 default:
  50.                     /* 其它的键值不处理 */
  51.                     break;
  52.             }
  53.         }
  54.     }
  55. }

 

定时器6中断服务程序：

  1. /*
  2. *********************************************************************************************************
  3. *    函 数 名: TIM6_DAC_IRQHandler
  4. *    功能说明: TIM6定时中断服务程序
  5. *    返 回 值: 无
  6. *********************************************************************************************************
  7. */
  8. void TIM6_DAC_IRQHandler(void)
  9. {
  10.     if((TIM6->SR & TIM_FLAG_UPDATE) != RESET)
  11.     {
  12.         /* 清除更新标志 */
  13.         TIM6->SR = ~ TIM_FLAG_UPDATE;
  14.         
  15.         /* 翻转FMC扩展引脚20和23脚 */
  16.         HC574_TogglePin(GPIO_PIN_23);
  17.         HC574_TogglePin(GPIO_PIN_20);
  18.     }
  19. }

 

48.8 实验例程说明（IAR）

配套例子：

V7-027-FMC总线扩展32路高速IO

实验目的：

  1. 学习FMC总线扩展32路高速IO。

实验内容：

  1. 系统上电后驱动了1个软件定时器，每100ms翻转一次LED2。
  2. 启动1个TIM6周期性中断，频率10KHz，在中断服务程序里面翻转FMC扩展引脚20和23。

实验操作：

  1. K1按键按下，开启TIM6的周期性中断。
  2. K2按键按下，关闭TIM6的周期性中断。

FMC扩展引脚20和23的位置：

上电后串口打印的信息：

波特率 115200，数据位 8，奇偶校验位无，停止位 1

程序设计：

  系统栈大小分配：

  RAM空间用的DTCM：

  硬件外设初始化

硬件外设的初始化是在 bsp.c 文件实现：

  1. /*
  2. *********************************************************************************************************
  3. *    函 数 名: bsp_Init
  4. *    功能说明: 初始化所有的硬件设备。该函数配置CPU寄存器和外设的寄存器并初始化一些全局变量。只需要调用一次
  5. *    形    参：无
  6. *    返 回 值: 无
  7. *********************************************************************************************************
  8. */
  9. void bsp_Init(void)
  10. {
  11.     /* 配置MPU */
  12.     MPU_Config();
  13.     
  14.     /* 使能L1 Cache */
  15.     CPU_CACHE_Enable();
  16.  
  17.     /* 
  18.        STM32H7xx HAL 库初始化，此时系统用的还是H7自带的64MHz，HSI时钟:
  19.        - 调用函数HAL_InitTick，初始化滴答时钟中断1ms。
  20.        - 设置NVIV优先级分组为4。
  21.      */
  22.     HAL_Init();
  23.  
  24.     /* 
  25.        配置系统时钟到400MHz
  26.        - 切换使用HSE。
  27.        - 此函数会更新全局变量SystemCoreClock，并重新配置HAL_InitTick。
  28.     */
  29.     SystemClock_Config();
  30.  
  31.     /* 
  32.        Event Recorder：
  33.        - 可用于代码执行时间测量，MDK5.25及其以上版本才支持，IAR不支持。
  34.        - 默认不开启，如果要使能此选项，务必看V7开发板用户手册第xx章
  35.     */    
  36. #if Enable_EventRecorder == 1  
  37.     /* 初始化EventRecorder并开启 */
  38.     EventRecorderInitialize(EventRecordAll, 1U);
  39.     EventRecorderStart();
  40. #endif
  41.     
  42.     bsp_InitKey();        /* 按键初始化，要放在滴答定时器之前，因为按钮检测是通过滴答定时器扫描 */
  43.     bsp_InitTimer();      /* 初始化滴答定时器 */
  44.     bsp_InitUart();    /* 初始化串口 */
  45.     bsp_InitExtIO();    /* 初始化FMC总线74HC574扩展IO. 必须在 bsp_InitLed()前执行 */    
  46.     bsp_InitLed();        /* 初始化LED */    
  47. }

 

  MPU配置和Cache配置：

数据Cache和指令Cache都开启。配置了AXI SRAM区（本例子未用到AXI SRAM）和FMC的扩展IO区。

  1. /*
  2. *********************************************************************************************************
  3. *    函 数 名: MPU_Config
  4. *    功能说明: 配置MPU
  5. *    形    参: 无
  6. *    返 回 值: 无
  7. *********************************************************************************************************
  8. */
  9. static void MPU_Config( void )
  10. {
  11.     MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;
  12.  
  13.     /* 禁止 MPU */
  14.     HAL_MPU_Disable();
  15.  
  16.     /* 配置AXI SRAM的MPU属性为Write back, Read allocate，Write allocate */
  17.     MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
  18.     MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x24000000;
  19.     MPU_InitStruct.Size             = MPU_REGION_SIZE_512KB;
  20.     MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
  21.     MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
  22.     MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_CACHEABLE;
  23.     MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
  24.     MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER0;
  25.     MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL1;
  26.     MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
  27.     MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
  28.  
  29.     HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
  30.     
  31.     
  32.     /* 配置FMC扩展IO的MPU属性为Device或者Strongly Ordered */
  33.     MPU_InitStruct.Enable           = MPU_REGION_ENABLE;
  34.     MPU_InitStruct.BaseAddress      = 0x60000000;
  35.     MPU_InitStruct.Size             = ARM_MPU_REGION_SIZE_64KB;    
  36.     MPU_InitStruct.AccessPermission = MPU_REGION_FULL_ACCESS;
  37.     MPU_InitStruct.IsBufferable     = MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
  38.     MPU_InitStruct.IsCacheable      = MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE;    
  39.     MPU_InitStruct.IsShareable      = MPU_ACCESS_NOT_SHAREABLE;
  40.     MPU_InitStruct.Number           = MPU_REGION_NUMBER1;
  41.     MPU_InitStruct.TypeExtField     = MPU_TEX_LEVEL0;
  42.     MPU_InitStruct.SubRegionDisable = 0x00;
  43.     MPU_InitStruct.DisableExec      = MPU_INSTRUCTION_ACCESS_ENABLE;
  44.     
  45.     HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);
  46.  
  47.     /*使能 MPU */
  48.     HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
  49. }
  50.  
  51. /*
  52. *********************************************************************************************************
  53. *    函 数 名: CPU_CACHE_Enable
  54. *    功能说明: 使能L1 Cache
  55. *    形    参: 无
  56. *    返 回 值: 无
  57. *********************************************************************************************************
  58. */
  59. static void CPU_CACHE_Enable(void)
  60. {
  61.     /* 使能 I-Cache */
  62.     SCB_EnableICache();
  63.  
  64.     /* 使能 D-Cache */
  65.     SCB_EnableDCache();
  66. }

 

 主功能：

主程序实现如下操作：

  •  K1按键按下，开启TIM6的周期性中断。
  •  K2按键按下，关闭TIM6的周期性中断。
  1. /*
  2. *********************************************************************************************************
  3. *    函 数 名: main
  4. *    功能说明: c程序入口
  5. *    形    参: 无
  6. *    返 回 值: 错误代码(无需处理)
  7. *********************************************************************************************************
  8. */
  9. int main(void)
  10. {
  11.     uint8_t ucKeyCode;        /* 按键代码 */
  12.     
  13.  
  14.     bsp_Init();        /* 硬件初始化 */
  15.     
  16.     PrintfLogo();    /* 打印例程名称和版本等信息 */
  17.     PrintfHelp();    /* 打印操作提示 */
  18.  
  19.     bsp_StartAutoTimer(0, 100);    /* 启动1个100ms的自动重装的定时器 */
  20.     
  21.     bsp_SetTIMforInt(TIM6, 10000, 2, 0);    /* 设置为10KHz频率定时器中断*/    
  22.     
  23.     /* 进入主程序循环体 */
  24.     while (1)
  25.     {
  26.         bsp_Idle();        /* 这个函数在bsp.c文件。用户可以修改这个函数实现CPU休眠和喂狗 */
  27.  
  28.         /* 判断定时器超时时间 */
  29.         if (bsp_CheckTimer(0))    
  30.         {
  31.             /* 每隔100ms 进来一次 */  
  32.             bsp_LedToggle(2);
  33.         }
  34.  
  35.         /* 按键滤波和检测由后台systick中断服务程序实现，我们只需要调用bsp_GetKey读取键值即可。 */
  36.         ucKeyCode = bsp_GetKey();    /* 读取键值, 无键按下时返回 KEY_NONE = 0 */
  37.         if (ucKeyCode != KEY_NONE)
  38.         {
  39.             switch (ucKeyCode)
  40.             {
  41.                 case KEY_DOWN_K1:            /* K1键按下，开启TIM6的周期性中断*/
  42.                     TIM6->DIER |= TIM_IT_UPDATE;
  43.                     break;
  44.  
  45.                 case KEY_DOWN_K2:            /* K2键按下，关闭TIM6的周期性中断*/
  46.                     TIM6->DIER &= ~TIM_IT_UPDATE;
  47.                     break;
  48.  
  49.                 default:
  50.                     /* 其它的键值不处理 */
  51.                     break;
  52.             }
  53.         }
  54.     }
  55. }

 

定时器6中断服务程序：

  1. /*
  2. *********************************************************************************************************
  3. *    函 数 名: TIM6_DAC_IRQHandler
  4. *    功能说明: TIM6定时中断服务程序
  5. *    返 回 值: 无
  6. *********************************************************************************************************
  7. */
  8. void TIM6_DAC_IRQHandler(void)
  9. {
  10.     if((TIM6->SR & TIM_FLAG_UPDATE) != RESET)
  11.     {
  12.         /* 清除更新标志 */
  13.         TIM6->SR = ~ TIM_FLAG_UPDATE;
  14.         
  15.         /* 翻转FMC扩展引脚20和23脚 */
  16.         HC574_TogglePin(GPIO_PIN_23);
  17.         HC574_TogglePin(GPIO_PIN_20);
  18.     }
  19. }

 

48.9 总结

本章节就为大家讲解这么多，由于FMC总线可以扩展出32路高速IO且使用简单，所以实际项目中也比较有实用价值，望初学者熟练掌握。

 

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